模擬電路答案( 作者：郭東亮、黃元福、李寧)

1、1第一章習(xí)題及解答1.1選擇題（1）在本征半導(dǎo)體中，空穴濃度_電子濃度；在N型半導(dǎo)體中，空穴濃度_電子濃度；在P型半導(dǎo)體中，空穴濃度_電子濃度。A大于 B小于 C等于（2）雜質(zhì)半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子濃度_本征載流子濃度。A大于 B小于 C等于（3）隨著溫度的升高，在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，少數(shù)載流子的濃度_，而多數(shù)載流子的濃度_。A明顯增大 B明顯減小 C變化較?。?）空穴 ，N型半導(dǎo)體 。A帶正電 B帶負(fù)電 C呈電中性（5）在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于_，而少數(shù)載流子的濃度與_關(guān)系十分密切。A溫度 B摻雜工藝 C質(zhì)量答：（1）C，B，A （2）B （3）A，C （4）A，C （5）B，A1

2、.2 一鋸齒波電流如圖P1.2所示，寫出其Fourier級(jí)數(shù)，利用PSpice的頻譜（FFT）分析，驗(yàn)證你的結(jié)果。圖P1.2解：任一周期為T的周期函數(shù)可展開為Fourier級(jí)數(shù)：其中 ， 本題的周期性鋸齒波電流的周期，在一個(gè)周期內(nèi)的解析表達(dá)式為： 所以， ， ，于是(A)1.3 填空題（1）放大電路的放大能力大小常用電壓放大倍數(shù)為多少倍或電壓增益為多少分貝（dB）表示。例如，電壓放大倍數(shù)100倍折合成電壓增益為 40 dB；電壓增益100dB折合成電壓放大倍數(shù)為 100000倍。（2）已知某兩級(jí)放大電路的第一級(jí)電壓增益為20dB，第二級(jí)電壓增益為40dB，則總增益為 60 dB，相當(dāng)于電壓放大

3、倍數(shù)為1000倍。（3）已知某兩級(jí)放大電路的第一級(jí)電壓放大倍數(shù)為100倍，第二級(jí)電壓放大倍數(shù)為10倍，則總電壓放大倍數(shù)為1000倍，換算為對數(shù)電壓增益為60dB。（4）某放大電路當(dāng)接入一個(gè)內(nèi)阻等于零的信號(hào)源電壓時(shí)，測得輸出電壓為5V，在信號(hào)源內(nèi)阻增大到1，其它條件不變時(shí)，測得輸出電壓為4V，說明該放大電路的輸入電阻為 4k。（5）已知某放大電路的輸出電阻為3，在接有4負(fù)載電阻時(shí)，測得輸出電壓為2V。在輸入電壓不變的條件，斷開負(fù)載電阻，輸出電壓將上升到 3.5V_。答：（1）放大器電壓放大倍數(shù)與電壓增益之間的換算關(guān)系為：故折合為：而折合為： （2）多級(jí)級(jí)聯(lián)放大器總電壓放大倍數(shù)與各級(jí)放大器的電壓放

4、大倍數(shù)之間的關(guān)系為： 故 在本題中，故總增益：總電壓放大倍數(shù)：（3）參見本題2）小題，可得（4） 如圖所示，設(shè)信號(hào)源的電動(dòng)勢為，內(nèi)阻為，放大電路的輸入電壓為，輸入電阻為，電壓放大倍數(shù)為，輸出電壓為。當(dāng)時(shí)，可得當(dāng)時(shí)， ，此時(shí)，故有，由上兩式可得，最后解出實(shí)驗(yàn)上常利用上述方法來測量放大電路（特別是輸入電阻很大時(shí)）的輸入電阻。（5）如圖所示，當(dāng)放大器輸出端接有負(fù)載電阻時(shí)，輸出電壓，可解出 ；當(dāng)斷開負(fù)載電阻時(shí)，輸出電壓1.4一種用于測量放大電路輸入電阻的電路框圖如圖P1.4所示。已知電阻的阻值為，并已用電子毫伏表測出了和 的值，試寫出計(jì)算輸入電阻的表達(dá)式。 圖P1.4解： 由電壓分壓公式有：可解出 實(shí)

5、驗(yàn)上常利用上述方法來測量放大電路的輸入電阻。1.5 一個(gè)電壓放大電路，當(dāng)接有負(fù)載電阻時(shí)，測得其輸出電壓為（有效值）。斷開負(fù)載電阻后，測得其輸出電壓為4.5，求該放大電路的輸出電阻。解：由圖可知，當(dāng)斷開負(fù)載電阻時(shí)，輸出電壓當(dāng)接有負(fù)載電阻時(shí)，輸出電壓由此可解出實(shí)驗(yàn)上常利用上述方法來測量放大電路的輸出電阻。1.6 為測定某單管放大電路的通頻帶，在輸入電壓10mV不變的條件下，改變輸入電壓頻率f，測出相應(yīng)的輸出電壓，測試結(jié)果如表P1.6。試問該放大電路的上限截止頻率fH和下限截止頻率fL各為多少？表P1.6 f / Hz101001k10k500k/ V0.71110.1答：由表可知，該單管放大電路的

6、中頻電壓放大倍數(shù)為：當(dāng)頻率時(shí)，電壓放大倍數(shù)為：，故該放大電路的下限截止頻率；放大電路的高頻響應(yīng)為：，可解出， （若）當(dāng)頻率時(shí)，電壓放大倍數(shù)與中頻電壓放大倍數(shù)之比為：用時(shí)， ，代入可求得該放大電路的上限截止頻率：1.7 填空題（1）放大電路的輸入信號(hào)頻率升高到上限截止頻率時(shí)，放大倍數(shù)幅值下降到中頻放大倍數(shù)的_0.707_倍，或者說下降了_3_dB；放大倍數(shù)的相位與中頻時(shí)相比，附加相移約為_-45_度。（2）當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)頻率下降到下限截止頻率時(shí)，放大倍數(shù)的幅值下降到中頻放大倍數(shù)的_0.707_倍，或者說下降了_3_dB；放大倍數(shù)的相位與中頻時(shí)相比，附加相移約為_45_度。答：（1）放大電路

7、高頻響應(yīng)的電壓放大倍數(shù)表達(dá)式為：當(dāng)時(shí)，故放大倍數(shù)下降為中頻放大倍數(shù)的0.707倍，折合成分貝表示為：；而此時(shí)的附加相移約為：。（2）放大電路低頻響應(yīng)的電壓放大倍數(shù)表達(dá)式為：當(dāng)時(shí)，故放大倍數(shù)下降為中頻放大倍數(shù)的0.707倍，折合成分貝表示為：；而此時(shí)的附加相移約為：。1.8 設(shè)計(jì)一個(gè)上限截止頻率為10kHz的低通濾波電路，利用PSpice的頻率響應(yīng)分析（AC分析），驗(yàn)證你的設(shè)計(jì)。解：可采用如圖所示的RC低通濾波電路，若取，則由，可得： 1.9設(shè)計(jì)一個(gè)在3kHz頻率處具有3dB拐點(diǎn)的高通濾波電路，利用PSpice的頻率響應(yīng)分析（AC分析），驗(yàn)證你的設(shè)計(jì)。解：在3kHz頻率處具有3dB拐點(diǎn)的高通濾波

8、電路即下限頻率的高通濾波電路，可采用如圖所示的RC高通濾波電路，若取，則由，可得： 1.10 一個(gè)兩級(jí)放大電路的交流等效電路如圖P1.10所示，試寫出其電壓增益。圖P1.10解：2第二章習(xí)題及解答2.1 什么叫做載流子的漂移運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)？漂移電流，擴(kuò)散電流的大小主要與什么有關(guān)？答：載流子在電場作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。載流子從高濃度處移向低濃度處的運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。漂移電流的大小主要由少數(shù)載流子的濃度決定。擴(kuò)散電流的大小主要由外加正向偏置電壓的大小決定。2.2選擇題（1）普通小功率硅二極管的正向?qū)▔航导s為_B_，反向電流一般_C_；普通小功率鍺二極管的正向?qū)▔航导s為_A_，反向電流一

9、般_D_。A0.10.3V B0.60.8V C小于 D大于（2）由二極管的伏安特性曲線可知，其交流電阻總是 C 。A大于直流電阻； B等于直流電阻； C小于直流電阻（3）電路如圖P2.2-3所示，當(dāng)直流電源電壓E增大時(shí)，二極管D的動(dòng)態(tài)電阻rd將_ B _。A增大 B減小 C保持不變 圖P2.2-3 圖P2.2-4（4）在圖P2.2-4所示的電路中，當(dāng)E3V時(shí)，測得ID1mA，。a當(dāng)E調(diào)到6V，則ID將為_ D _。A1mA B大于1mA，但小于2mA C2mA D大于2mAb保持E3V不變，溫度升高20，則將為_ A_。A小于0.7V B0.7V不變 C大于0.7V答：（2）如圖所示，設(shè)二極

10、管的靜態(tài)工作點(diǎn)為點(diǎn)，直線是點(diǎn)與原點(diǎn)的連線，直線是二極管的伏安特性曲線過點(diǎn)的切線，則二極管的直流電阻： 是直線的斜率的倒數(shù)；而二極管的交流電阻： 是直線的斜率的倒數(shù)；由二極管的伏安特性曲線可看出，不管點(diǎn)位于特性曲線上何處，直線的斜率總是大于直線的斜率，故直線的斜率的倒數(shù)總是小于直線的斜率的倒數(shù)，即二極管的交流電阻總是小于直流電阻。 （3）當(dāng)直流電源電壓E增大時(shí)，二極管D的靜態(tài)電壓也將增大，參見本題2）小題圖可知，靜態(tài)電壓增大，直線的斜率也越大，故二極管D的動(dòng)態(tài)電阻（交流電阻）將減小。（4）（a）由E3V，ID1mA，可算出：；當(dāng)E6V時(shí)，增加很小，基本不變，仍然可認(rèn)為，于是 2.3 利用PSpi

11、ce確定圖P2.2-4中二極管電流和電壓隨輸入電壓變化的特性（傳輸特性），并對它作出某些有用的結(jié)論。設(shè)R2kW，二極管為Pspice器件庫中的D1N4002。2.4 如圖P2.4電路，其輸入信號(hào)，二極管采用恒壓源模型，設(shè)其正向壓降為0.7V，畫出各電路中輸出信號(hào)vo1、vo2的波形，并標(biāo)明其電壓幅值。圖P2.4解：（a）當(dāng)輸入電壓時(shí)，二極管D截止，； 當(dāng)輸入電壓時(shí)，二極管D導(dǎo)通，。故該電路的電壓傳輸特性為： 根據(jù)輸入信號(hào)和電壓傳輸特性可畫出輸出信號(hào)vo1的波形如下：由電壓傳輸特性知該電路為單向限幅電路。（b）當(dāng)輸入電壓時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止，； 當(dāng)時(shí)，D1截止，D2截止，當(dāng)輸入電壓時(shí)，D1截止

12、，D2導(dǎo)通，。故該電路的電壓傳輸特性為： 根據(jù)輸入信號(hào)和電壓傳輸特性可畫出輸出信號(hào)vo2的波形如下：由電壓傳輸特性知該電路為對稱雙向限幅電路。2.5 電路如圖P2.5(a)所示，RL=100kW，輸入波形vi如圖P2.5(b)所示，頻率為1kHz，假定二極管為理想開關(guān)模型，確定輸出波形。 圖P2.5解：該電路的時(shí)間常數(shù)，輸入信號(hào)的周期，可見，故該電路為二極管箝位電路，箝位電壓，電容兩端的電壓其電壓傳輸特性為：,根據(jù)輸入信號(hào)波形和電壓傳輸特性可畫出輸出信號(hào)vo的波形如下：2.6 如圖P2.6所示半波整流電路，設(shè)變壓器內(nèi)阻和二極管正向電阻均可忽略不計(jì)，RL=200500W，輸出電壓平均值。試問：（

13、1)變壓器次級(jí)電壓的有效值V2 ？（2)如果考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10%，則二極管的最大整流平均電流和反向擊穿電壓各至少應(yīng)取多少？圖P2.6解：（1）（2）當(dāng)電網(wǎng)電壓上升10%，且負(fù)載電阻最小時(shí)，流過二極管的電流為最大，故二極管的最大整流平均電流至少應(yīng)?。?當(dāng)電網(wǎng)電壓上升10%時(shí)，二極管承受的反向電壓為最大，故二極管的反向擊穿電壓至少應(yīng)取： 。2.7 在圖P2.7所示全波整流濾波電路中，變壓器次級(jí)電壓有效值如圖中所標(biāo)注，二極管的正向壓降和變壓器內(nèi)阻均可忽略不計(jì)。（1)標(biāo)出輸出電壓VO對地的極性；（2)估算輸出電壓的平均值；（3)求出每只二極管的平均整流電流及所承受的最大反向電壓。圖

14、P2.7解：（1）輸出電壓VO對地的極性：上正下負(fù)；（2）輸出電壓的平均值：（3）每只二極管的平均整流電流：每只二極管所承受的最大反向電壓：2.8設(shè)圖P2.8中的二極管為理想二極管，試分析判斷圖中二極管是導(dǎo)通還是截止。圖P2.8解：先將D斷開，計(jì)算A、B點(diǎn)對地電壓（a）應(yīng)用疊加定理： ，所以D1導(dǎo)通；（b） ，所以D2截止。2.9在不同的V1、V2組態(tài)下，分析圖P2.9所示電路， 判斷D1、D2是導(dǎo)通還是截止，并求出Vo的值（設(shè)D1、D2的正向壓降為0.3V），把答案填入表P2.9中。圖P2.9表P2.9V1/VV2/VD1 D2VO/V00033033解：V1 / VV2 / VD1D2VO

15、/ V00導(dǎo)通導(dǎo)通0.303導(dǎo)通截止0.330截止導(dǎo)通0.333導(dǎo)通導(dǎo)通3.32.10 圖P2.10中的二極管采用恒壓源模型，正向壓降為0.7V，試求流過二極管的電流ID。圖P2.10解：首先判斷二極管D是否導(dǎo)通。先將D斷開，并將虛線右側(cè)電路用戴維南定理等效，則上述電路變成:計(jì)算A點(diǎn)對地電壓，應(yīng)用疊加定理：，故二極管D導(dǎo)通。既然二極管D導(dǎo)通且采用恒壓源模型，則可將其等效為一電壓為VD=0.7V的電壓源，所以，原包含二極管D的電路可等效成：于是，2.11 電路如圖P2.11所示，D1、D2為理想二極管，畫出該電路的電壓傳輸特性（曲線），要標(biāo)明轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)值。圖P2.11解： 輸入電壓時(shí)，D1截止

16、，D2導(dǎo)通，； 當(dāng)時(shí)， D1截止，D2截止，當(dāng)輸入電壓時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止，。故該電路的電壓傳輸特性為： 根據(jù)以上解析表達(dá)式可畫出電壓傳輸特性如下：由電壓傳輸特性知該電路為不對稱雙向限幅電路。2.12 設(shè)圖P2.12中穩(wěn)壓管DZ1和DZ2的穩(wěn)定電壓分別為6V和9V，正向壓降為0.7V，求各電路的輸出電壓VO。 圖P2.12解：已知（a）和串聯(lián)，（b）和串聯(lián)，（c）和并聯(lián)，由于，輸出電壓由穩(wěn)壓值較低的決定，（d）和并聯(lián)，由于，輸出電壓由的正向壓降決定，2.13 如圖P2.13所示穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值最大工作電流，最小工作電流，設(shè)輸入電壓，試求限流電阻R的取值范圍。圖P2.13解：的工作電流

17、應(yīng)滿足：。當(dāng)輸入電壓取最大值，輸出電流取最小值時(shí)，最大，此時(shí)應(yīng)滿足： 即 當(dāng)輸入電壓取最小值，輸出電流取最大值時(shí)，最小，此時(shí)應(yīng)滿足： 即 綜合可得限流電阻R的取值范圍為：3第三章習(xí)題及解答3.1 在晶體管放大電路中，測得兩個(gè)晶體管各個(gè)電極的電流如圖P3.1所示，試分別標(biāo)出各個(gè)晶體管的管腳e、b和c ；判斷各晶體管是NPN型還是PNP型；并分別估算它們的b值。圖P3.1答：（a）從左至右依次為b， e， c，NPN，40（b）從左至右依次為b， c， e，PNP，60說明：(a)只有NPN管的基極電流和集電極電流是流進(jìn)管子的，故該晶體管應(yīng)為NPN型；因?yàn)榫w管的集電極電流大于大于基極電流，故由左

18、腳和右腳流進(jìn)的電流的大小可判定左腳應(yīng)為基極b，而右腳應(yīng)為集電極c，剩下的中間腳只能是發(fā)射極e了； 晶體管的 。 （b）由左腳流出電流的大小與右腳流進(jìn)電流的大小的比較可判定左腳為基極b，由基極電流是流出可判定該晶體管為PNP型；由該晶體管為PNP型及右腳電流是流入可判定右腳為發(fā)射極e，剩下的中間腳當(dāng)然就是集電極c了；晶體管的3.2用直流電壓表測得電路中晶體管各電極的對地靜態(tài)電位如圖P3.2所示，試判斷這些晶體管分別處于什么狀態(tài)(放大、飽和、截止、損壞)。圖P3.2解：（1）NPN型晶體管，發(fā)射結(jié)正向偏置電壓0.7V，集電結(jié)反向偏置，故該晶體管處于放大狀態(tài)；（2）PNP型晶體管，發(fā)射結(jié)正向偏置電壓

19、0.7V，集電結(jié)反向偏置，故該晶體管處于放大狀態(tài)；（3）NPN型晶體管，發(fā)射結(jié)偏置電壓-0.7V，為反向偏置，集電結(jié)反向偏置，故該晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；（4）NPN型晶體管，發(fā)射結(jié)正向偏置，正常情況下發(fā)射結(jié)正向電壓應(yīng)約為0.7V，現(xiàn)正 向電壓為3V，可推斷為發(fā)射結(jié)斷路，故該晶體管已損壞；（5）PNP型晶體管，發(fā)射結(jié)正向偏置電壓0.7V，集電結(jié)也正向偏置電壓0.4V，故該晶體管處于飽和狀態(tài)。3.3某晶體管的輸出特性如圖P3.3所示，試求該管子的、和PCM。圖P3.3答：100， ICEO10A ，55V，PCM100mW說明：如圖所示，可取兩根曲線對應(yīng)的來計(jì)算值： 也可取曲線對應(yīng)的來計(jì)算值：； 時(shí)

20、，對應(yīng)的集電極電流就是集射反向穿透電流ICEO。從圖上可看到，當(dāng) 時(shí)，故ICEO10A； 從圖上可看到，對應(yīng)于 的在后急劇增大，故55V；可選取曲線上的任一點(diǎn)對應(yīng)的值和值來計(jì)算值。如選取A點(diǎn)，則對應(yīng)的和，故。3.4電路如圖P3.4所示，已知晶體管的b50，在下列情況下，用直流電壓表測晶體管的集電極電位，應(yīng)分別為多少？設(shè)VCC12V，晶體管飽和壓降VCES0.5V。 （1）正常情況 （2）Rb1短路 （3）Rb1開路 （4）Rb2開路 （5）RC短路圖P3.4解：設(shè)VBEQ0.7V。則（1）基極靜態(tài)電流 （2）由于VBEQ0V，IBQ0，晶體管截止，ICQIBQ0，故VCEQ12V。（3）此時(shí)，

21、基極電流 而臨界飽和基極電流 由于，故晶體管飽和，VCEQVCES0.5V。 （4）IBQ0，晶體管截止，與（2）小題相同，VCEQ12V。（5）由于集電極直接接直流電源，故VCEQVCC12V。 3.5 在圖P3.5所示電路中，T為硅晶體管，50。當(dāng)開關(guān)S分別接到A、B、C端時(shí)，判斷晶體管的工作狀態(tài)（放大、飽和、截止），并確定VO的近似值。 圖P3.5解：開關(guān)S接A時(shí)，而可見，故晶體管T處于放大狀態(tài) ，此時(shí) ；開關(guān)S接B時(shí)，而，可見，故晶體管T處于飽和狀態(tài) ，此時(shí) ；開關(guān)S接C時(shí)，晶體管T的發(fā)射結(jié)為反向偏置，故晶體管T處于截止?fàn)顟B(tài)， 。3.6 試分析圖P3.6所示各電路是否能夠放大正弦交流信

22、號(hào)，簡述理由。設(shè)圖中所有電容對交流信號(hào)均可視為短路。 圖P3.6解：（a）不能放大，因交流輸入信號(hào)被直流電源短路了。（b）不能放大，因晶體管的發(fā)射結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。（c）不能放大，因輸出端直接接于電源，交流輸出信號(hào)被直流電源短路了。（d）不能放大，因輸出端接于電容兩端，輸出信號(hào)被電容短路。3.7放大電路及晶體管輸出特性如圖P3.7所示。設(shè)晶體管的VBEQ0.7V，VCES0.5V，電容容量足夠大，對交流信號(hào)可視為短路。（1）估算靜態(tài)時(shí)的IBQ；（2）用圖解法確定靜態(tài)時(shí)的ICQ和VCEQ；（3）用圖解法分別求出RL和RL1.5k時(shí)的最大不失真輸出電壓幅值VOM。圖P3.7解：（1）；（2）直流

23、負(fù)載線方程為： 取，則；取，則在晶體管的輸出特性曲線上過點(diǎn)（0，10mA）和點(diǎn)（15V，0）作一直線，即為直流負(fù)載線，如圖所示。該直流負(fù)載線與IBQ=60µA曲線的交點(diǎn)Q即為直流工作點(diǎn)。由圖上可讀出Q點(diǎn)對應(yīng)的ICQ6mA， VCEQ6V。（3）當(dāng)RL時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線相同，由圖可讀出，輸出電壓最大正向幅度，輸出電壓最大負(fù)向幅度， 故最大不失真輸出電壓幅值；當(dāng)RL1.5k時(shí)， 交流負(fù)載線的斜率為，且與直流負(fù)載線在Q點(diǎn)相交，故過Q點(diǎn)作斜率為的直線即為交流負(fù)載線，如圖所示；【還可用另一方法作出交流負(fù)載線： 交流負(fù)載線的方程可寫為：， 其中，故點(diǎn)是交流負(fù)載線上的一個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)是交流負(fù)載線

24、上的另一個(gè)點(diǎn)，靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)也是交流負(fù)載線上的一個(gè)點(diǎn)，所以，只要過點(diǎn)、點(diǎn)和靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)中任意兩點(diǎn)作一直線便是交流負(fù)載線。在本題中，Q點(diǎn)對應(yīng)的ICQ6mA，VCEQ6V，則過點(diǎn)、點(diǎn)和靜態(tài)工作點(diǎn)中任意兩點(diǎn)作直線就可畫出本題的交流負(fù)載線如圖所示，與前面方法畫出的完全一樣?！坑杀绢}的交流負(fù)載線和靜態(tài)工作點(diǎn)可讀出，輸出電壓最大正向幅度，輸出電壓最大負(fù)向幅度， 故最大不失真輸出電壓幅值。3.8共射放大電路及晶體管的輸出特性如圖P3.8所示。取，按下列不同條件估算基極靜態(tài)電流IBQ，并用圖解法確定輸出特性圖上的靜態(tài)工作點(diǎn)Q（要求標(biāo)出Q點(diǎn)位置和確定ICQ、VCEQ的值）。分析偏置電阻、集電極電阻和電源電壓變

25、化對靜態(tài)工作點(diǎn)Q的影響。(1) VCC12V，150，2，求Q1；(2) VCC12V，110，2，求Q2；(3) VCC12V，150，3，求Q3；(4) VCC8V， 150，2，求Q4。圖P3.8解：（1）先確定Q1 參見3.7題（2）小題的方法畫直流負(fù)載線：直流負(fù)載線方程為： 取，則；取，則在晶體管的輸出特性曲線上過點(diǎn)（0，6mA）和點(diǎn)（12V，0）作一直線，即為直流負(fù)載線，如圖所示。該直流負(fù)載線與IB=75µA曲線的交點(diǎn)Q1即為直流工作點(diǎn)。由圖上可讀出Q1點(diǎn)對應(yīng)的ICQ4mA， VCEQ4V。綜和起來，就是Q1：IBQ75A， ICQ4mA， VCEQ4V 對不同的條件可用

26、相同的方法分別估算IBQ，作出直流負(fù)載線和確定Q點(diǎn)，結(jié)果如下：（2）Q2：IBQ100A， ICQ5.2mA， VCEQ1.7V.（3）Q3：IBQ75A， ICQ3.5mA， VCEQ1.5V（4）Q4：IBQ49A， ICQ2.5mA， VCEQ3V各種不同條件下的直流負(fù)載線和Q點(diǎn)如圖所示。由以上結(jié)果可總結(jié)出偏置電阻、集電極電阻和電源電壓變化對靜態(tài)工作點(diǎn)Q的影響如下： 由Q1和Q2對應(yīng)的工作條件比較可知：偏置電阻Rb增大，Q點(diǎn)沿直流負(fù)載線向右下方移動(dòng)，容易進(jìn)入截止區(qū)；反之，偏置電阻Rb減小，Q點(diǎn)沿直流負(fù)載線向左上方移動(dòng)，容易進(jìn)入飽和區(qū)。 由Q1和Q3對應(yīng)的工作條件比較可知：集電極電阻Rc增

27、大，Q點(diǎn)向左移動(dòng)，容易進(jìn)入飽和區(qū)；反之，集電極電阻Rc減小，Q點(diǎn)向右移動(dòng)，容易進(jìn)入過損耗區(qū)。 由Q1和Q4對應(yīng)的工作條件比較可知：電源電壓VCC增大，Q點(diǎn)向右上方移動(dòng)，可增大最大不失真輸出電壓；反之，電源電壓VCC減小，Q點(diǎn)向左下方移動(dòng)，輸出動(dòng)態(tài)范圍變小，輸出信號(hào)容易出現(xiàn)雙向切頂失真。3.9 圖P3.8所示電路中，由于電路參數(shù)不同，在輸入電壓為正弦波時(shí)，測得輸出電壓波形分別如圖P3.9(a)、(b)、(c)所示，試說明電路分別產(chǎn)生了什么失真，如何消除（不許改變負(fù)載電阻）?解：該電路屬反相電壓放大電路，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反，輸出信號(hào)的最小值對應(yīng)于輸入信號(hào)的最大值。（a）輸出信號(hào)最小值處出現(xiàn)

28、切頂失真，對應(yīng)于輸入信號(hào)取最大值時(shí)失真，故為飽和失真。增大Rb可減小基極靜態(tài)電流IBQ，進(jìn)而減小集電極靜態(tài)電流ICQ，使靜態(tài)工作點(diǎn)下移，以便消除飽和失真；減小輸入信號(hào)v i的幅度也有助于消除飽和失真。（b）輸出信號(hào)最大值處出現(xiàn)切頂失真，對應(yīng)于輸入信號(hào)取最小值時(shí)失真，故為截止失真。減小Rb可增大基極靜態(tài)電流IBQ，進(jìn)而增大集電極靜態(tài)電流ICQ，使靜態(tài)工作點(diǎn)上移，以便消除截止失真；減小輸入信號(hào)v i的幅度也有助于消除截止失真。(c) 同時(shí)出現(xiàn)飽和失真和截止失真。只能通過減小輸入信號(hào)vi的幅度或提高電源電壓VCC消除失真。3.10放大電路及相應(yīng)的晶體管輸出特性如圖P3.10所示，直流負(fù)載線和Q點(diǎn)已標(biāo)

29、在圖上，。(1) 確定VCC，、的數(shù)值（設(shè)VBEQ0.7V）；(2) 畫出交流負(fù)載線，標(biāo)出關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)值；(3) 這種情況下，最大不失真輸出電壓幅值是多少？(4) 為獲得更大的不失真輸出電壓，應(yīng)增大還是減小？圖P3.10解：（1）直流負(fù)載線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是直流電源電壓值，從圖上可看出：VCC12V； 直流負(fù)載線的斜率等于，即，故 ；由圖上可看出，故 。（2） 參見3.7題（3）小題， 過Q點(diǎn)作斜率為的直線，與vCE軸交點(diǎn)為，與iC軸交點(diǎn)為，該直線即為交流負(fù)載線，如圖所示。 （3）由交流負(fù)載線和靜態(tài)工作點(diǎn)可看出，輸出電壓最大正向幅度，輸出電壓最大負(fù)向幅度， 故最大不失真輸出電壓幅值。（4）為獲

30、得更大的不失真輸出電壓，Rb應(yīng)減小，使靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)上移。3.11 共射放大電路及晶體管輸出特性如圖P3.11所示，設(shè)晶體管的VBEQ0.7V，電容的容量足夠大，對交流信號(hào)可視為短路。(1) 在輸出特性曲線上畫出該放大電路的直流負(fù)載線和交流負(fù)載線，標(biāo)明靜態(tài)工作點(diǎn)Q；(2) 確定靜態(tài)時(shí)ICQ和VCEQ的值；(3) 在這種情況下，最大不失真輸出電壓幅值是多少？(4) 當(dāng)逐漸增大正弦輸入電壓幅度時(shí)，首先出現(xiàn)飽和失真還是截止失真？(5) 為了獲得盡量大的不失真輸出電壓，應(yīng)增大還是減小？圖P3.11解：（1），參見3.7題第（2）小題的方法可作出直流負(fù)載線并確定Q點(diǎn)如下：參見3.7題第（3）小題的方法作

31、交流負(fù)載線：過Q點(diǎn)作斜率為的直線即為交流負(fù)載線；或者，由圖可讀出Q點(diǎn)對應(yīng)的ICQ2mA，VCEQ3V，則過點(diǎn)、點(diǎn)和靜態(tài)工作點(diǎn)中任意兩點(diǎn)作直線也可畫出交流負(fù)載線。（2）由圖上的直流負(fù)載線可讀出Q點(diǎn)對應(yīng)的ICQ2mA，VCEQ3V。（3）由交流負(fù)載線和靜態(tài)工作點(diǎn)可看出，輸出電壓最大正向幅度，輸出電壓最大負(fù)向幅度， 故最大不失真輸出電壓幅值。（4）隨著輸入信號(hào)幅度的逐漸增大，輸出信號(hào)的幅度也相應(yīng)增大，由于本題中的靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)在交流負(fù)載線上處于偏低的位置，將首先出現(xiàn)截止失真。（5）因本題的靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)偏低，為了獲得盡量大的不失真輸出電壓，應(yīng)減小Rb（理由可參見3.8題中Rb變化對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響的

32、分析），使靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)上移到接近交流負(fù)載線的中間位置。3.12已知圖P3.12所示電路中晶體管的100，VBEQ0.7V，電容的容量足夠大，對交流信號(hào)可視為短路。（1）估算電路靜態(tài)時(shí)的、；（2）求；（3）畫出簡化h參數(shù)交流等效電路圖；（4）求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。圖P3.12解：（1） （2）（3）對交流信號(hào)而言，電容和直流電源可視為短路，由此可畫出原電路的簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖如下:（4）電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 =1.92k 輸出電阻= RC=6.2k3.13 在圖P3.12所示電路中，設(shè)某一參數(shù)變化時(shí)其余參數(shù)不變，在表中填入：A.增大 B.減小 C.基本不變參數(shù)變化I

33、BQVCEQRiRoRb增大Rc增大RL增大解：參數(shù)變化IBQVCEQRiRoRb增大BABACRc增大CBACARL增大CCBCC3.14已知圖P3.14所示電路中晶體管的80，VBEQ0.3V，電容的容量足夠大，對交流信號(hào)可視為短路。(1) 計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、；(2) 求；(3) 畫出簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖；(4) 求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；(5) 與3.12題比較，你得出什么結(jié)論？圖P3.14解：（1） （2） （3） 對交流信號(hào)而言，電容和直流電源可視為短路，由此可畫出原電路的簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖如下:（4）電壓放大倍數(shù) 輸入電阻 =2.2k 輸出電阻=

34、 RC= 3k（5）PNP型晶體管與NPN型晶體管的h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路是相同的，故由它們分別組成的同類型放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達(dá)式也相同。3.15 已知圖P3.15所示電路中晶體管的100，VBEQ0.7V，電容的容量足夠大，對交流信號(hào)可視為短路。（1）估算電路在靜態(tài)時(shí)的、；（2）畫出簡化h參數(shù)交流等效電路圖；（3）求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。P3.15解：（1）可列出方程：解得：， ，（2）對交流信號(hào)而言，電容和直流電源可視為短路，由此可畫出原電路的簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖如下:（3）， 電壓放大倍數(shù)， 輸入電阻Rb / +(1+)Re2 ， 輸出

35、電阻3.9。4第四章習(xí)題及解答4.1選擇題（1）在共射、共集、共基組態(tài)三種放大電路中，只能放大電壓、不能放大電流的是_；只能放大電流不能放大電壓的是_；既能放大電壓又能放大電流的是_。A共射組態(tài) B共集組態(tài) C共基組態(tài)（2）在共射、共集、共基組態(tài)放大電路中輸入電阻最大的是_；輸入電阻最小的是_，輸出電阻最大的是_，輸出電阻最小的是_。A共射組態(tài) B共集組態(tài) C共基組態(tài)（3）在共射、共集、共基三種組態(tài)的放大電路中_的電壓放大倍數(shù)一定小于1，_的電流放大倍數(shù)一定小于1，_的輸出電壓與輸入電壓反相。A共射組態(tài) B共集組態(tài) C共基組態(tài)（4）共射放大電路既能放大_，也能放大_；共集放大電路能放大_；但不

36、能放大_；共基放大電路能放大_，但不能放大_。A電壓 B電流（5）在共射、共基、共集三種基本放大電路組態(tài)中，希望電壓放大倍數(shù)絕對值大，可選用_；希望帶負(fù)載能力強(qiáng)，應(yīng)選用_；希望從信號(hào)源索取電流小，應(yīng)選用_；希望既能放大電壓，又能放大電流，應(yīng)選用_；希望高頻響應(yīng)性能好，應(yīng)選用_。A共射組態(tài) B共集組態(tài) C共基組態(tài)（6）在共射、共集、共基三種基本放大電路組態(tài)中，希望功率放大倍數(shù)大，應(yīng)選用_；希望輸出電壓與輸入電壓反相，應(yīng)選用_；希望高頻響應(yīng)性能好，應(yīng)選用_；希望輸入電阻大，應(yīng)選用_；希望在負(fù)載電阻變化時(shí)，輸出電壓基本不變，應(yīng)選用_。A共射組態(tài) B共集組態(tài) C共基組態(tài)答：（1）C，B，A （2）B，

37、C，A和C，B （3）B，C，A （4）A，B，B，A，A，B （5）A，B，B，A，C （6）A，A，C，B，B4.2 單管放大電路及各元件參數(shù)如圖P4.2所示，設(shè)電容足夠大，對交流信號(hào)可視為短路。(1) 計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、；(2) 畫出簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖；(3) 求電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻；(4) 若將晶體管更換為的晶體管，該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻會(huì)發(fā)生什么變化（定性回答：增大，減小，基本不變）？(5) 若電容開路，將引起電路的哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？圖P4.2解：(1) 晶體管基極電壓發(fā)射極靜態(tài)電流 (2) 對交流信號(hào)而言

38、，電容和直流電源可視為短路，由此可畫出原電路的簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖如下: (3) 電壓放大倍數(shù)： 輸入電阻：/ Rb1/ Rb22.6k輸出電阻：RoRc5.1(4) 當(dāng)晶體管的值增大時(shí)，由于該電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的功能，其集電極靜態(tài)電流ICQ、發(fā)射極靜態(tài)電流IEQ、集-射極間靜態(tài)電壓VCEQ均基本保持不變，但基極靜態(tài)電流IBQ會(huì)減小（因）；電壓放大倍數(shù)的計(jì)算公式為：，從表面上看，值增大似乎可提高電壓放大倍數(shù)，其實(shí)不然，在的情況下，故與值無關(guān)，而ICQ又基本不變，所以電壓放大倍數(shù)也基本不變；而輸入電阻Ri則會(huì)增大（因），由于輸出電阻Ro只決定于集電極電阻RC，與值無關(guān)，故也基本不變

39、。(5) 若電容開路，電壓放大倍數(shù)將由變?yōu)椋^對值大為減小，而輸入電阻Ri將由增大到 ，輸出電阻Ro基本保持不變，略有增大。 4.3 共集電極放大電路及晶體管輸出特性如圖P4.3所示，設(shè)0.7V，200，電容對交流信號(hào)可視為短路。(1) 確定晶體管的值，估算靜態(tài)工作點(diǎn)，、；(2) 畫出直流負(fù)載線和交流負(fù)載線；(3) 確定上述條件下的最大不失真正弦波輸出幅度；(4) 當(dāng)逐漸增大正弦輸入電壓幅度時(shí)，首先出現(xiàn)飽和失真還是截止失真？為了獲得盡量大的不失真輸出電壓，應(yīng)增大還是減?。?5) 試求電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。圖P4.3解：(1) 由晶體管輸出特性曲線可算出（參見3.3題）：估算靜

40、態(tài)工作點(diǎn) (2) 可參見3.7題（2）（3）小題的方法作直流負(fù)載線和交流負(fù)載線。直流負(fù)載線方程為： 令，可得； 令，可得；過點(diǎn)（6V，0）和點(diǎn)（0，4mA）作直線即為直流負(fù)載線，如圖所示。直流負(fù)載線與曲線的交點(diǎn)Q即為靜態(tài)工作點(diǎn)。交流負(fù)載線方程為：其中 過點(diǎn)（4.5V，0）和Q點(diǎn)（3V，2mA）作直線即為交流負(fù)載線，如上圖所示。 (3) 由交流負(fù)載線和靜態(tài)工作點(diǎn)可看出，輸出電壓最大反向幅度，輸出電壓最大正向幅度， 故最大不失真輸出電壓幅值。(4) 因靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)偏低，當(dāng)逐漸增大正弦輸入電壓幅度時(shí)，將首先出現(xiàn)截止失真；為了獲得盡量大的不失真輸出電壓，應(yīng)減小Rb，使靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)上移。(5) ，

41、電壓放大倍數(shù)：輸入電阻 Ri Rb / rbe + (1+) (Re/ RL) 輸出電阻 。4.4 已知圖P4.4所示電路中晶體管 100，200，電容對交流信號(hào)可視為短路。1）判斷該電路是共射、共集、還是共基接法？2）估算該電路的靜態(tài)電流，發(fā)射極對地靜態(tài)電壓；3）求該電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。圖P4.4解：(1) 該電路的輸入回路和輸出回路的公共連接點(diǎn)（地）與晶體管的集電極相連，故該電路為共集電極接法。(2) 對該電路可列出， ，解得 ，集電極靜態(tài)電流：， 發(fā)射極對地靜態(tài)電壓：。(3) ，電壓放大倍數(shù)：，輸入電阻 Ri Rb / rbe + (1+) (Re/ RL) ，輸出電

42、阻 。4.5 如圖P4.5所示的共基極放大電路中，已知晶體管的 100，0.6V，rbb100，電容對交流信號(hào)可視為短路。(1) 估算靜態(tài)工作點(diǎn)、；(2) 畫出簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖；(3) 試求電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。圖P4.5解：(1)基極電壓 ，。(2)對交流信號(hào)而言，電容和直流電源可視為短路，由此可畫出原電路的簡化h參數(shù)交流小信號(hào)等效電路圖如下:(3) ，電壓放大倍數(shù) ， 輸入電阻 ，輸出電阻 RoRc3 。4.6 共基放大電路及晶體管共基輸出特性如圖P4.6所示。設(shè)晶體管的VBEQ0.6V，電容對交流信號(hào)可視為短路。1) 估算靜態(tài)電流；2) 在輸出特性曲線上畫

43、直流負(fù)載線，并圖解確定。3) 畫出交流負(fù)載線，并確定最大不失真正弦輸出電壓幅值。圖P4.6解：(1) 基極靜態(tài)電壓 VBQ， 。(2) 直流負(fù)載線方程為：，取，得，取，得，過點(diǎn)（0，2.7mA）和點(diǎn)（11.4V，0）畫直線即為直流負(fù)載線，直流負(fù)載線與曲線的交點(diǎn)點(diǎn)即為靜態(tài)工作點(diǎn)，由圖上可讀出Q點(diǎn)對應(yīng)的VCBQ3V 。(3) ，交流負(fù)載線的斜率為，且與直流負(fù)載線在Q點(diǎn)相交，故過Q點(diǎn)作斜率為的直線即為交流負(fù)載線，如圖所示。由交流負(fù)載線和靜態(tài)工作點(diǎn)可看出，輸出電壓最大反向幅度，輸出電壓最大正向幅度， 故最大不失真輸出電壓幅值。 4.7選擇題（1）放大電路在放大高頻信號(hào)時(shí)放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是 ，而在

44、放大低頻信號(hào)時(shí)放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是 。 A放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適 B晶體管極間電容和分布電容的存在 C晶體管的非線性特性 D耦合電容和旁路電容的存在（2）在 測試放大電路輸出電壓幅值與相位的變化，可以得到它的頻率響應(yīng)。 A輸入電壓幅值不變的條件下，改變頻率 B輸入電壓頻率不變的條件下，改變幅值 C輸入電壓的幅值與頻率同時(shí)變化的條件下（3）阻容耦合放大電路的上限截止頻率主要取決于_，下限截止頻率取決于_。A耦合電容 B晶體管的極間電容 C晶體管的非線性特性（4）當(dāng)信號(hào)頻率等于放大電路的或時(shí)，放大倍數(shù)的值約下降到中頻時(shí)的_；A0.5倍 B0.7倍 C0.9倍 即增益下降 。 A3dB B4

45、dB C5dB（5）對于單管共射阻容耦合放大電路，當(dāng)時(shí)，與相位關(guān)系是 。A45 B90 C135 當(dāng)時(shí)，與的相位關(guān)系是 。 A45 B135 C225 （6）在圖P4.7.7所示放大電路中，當(dāng)減小電阻，則中頻電壓放大倍數(shù)_，上限截止頻率_，下限截止頻率_；當(dāng)減小電容C1，則_，_，_；當(dāng)換用fT低，相同的晶體管，則_，_，_。 A增大 B減小 C不變圖P4.7.7答：（1）B，D （2）A （3）B，A （4）B，A （5）C，C（6）B，A，C，C，C，A，C，B，C說明：(5)單管共射阻容耦合放大電路低頻段的相頻響應(yīng)為：，當(dāng)時(shí)，；單管共射阻容耦合放大電路高頻段的相頻響應(yīng)為：，當(dāng)時(shí)，。(6)

46、 該電路為單管共射阻容耦合放大電路。當(dāng)減小電阻時(shí)，中頻電壓放大倍數(shù)將減??；上限截止頻率中的將隨減小而減小，故將增大；雖然只考慮輸出電容的下限截止頻率將增大，但是，若只考慮輸入電容的下限截止頻率比還高，則總的下限截止頻率由決定，將基本保持不變。當(dāng)減小電容C1時(shí)，中頻電壓放大倍數(shù)將基本保持不變；上限截止頻率也將基本保持不變；若只考慮輸入電容的下限截止頻率比還高，則總的下限截止頻率由決定，將隨電容C1的減小而增大。 當(dāng)換用低，相同的晶體管時(shí)，中頻電壓放大倍數(shù)將基本保持不變；上限截止頻率中的將隨的降低而增大，故將減小。只考慮輸入電容的下限截止頻率和只考慮輸出電容的下限截止頻率都與無關(guān)，故將基本保持不變

47、。 4.8 圖P4.8所示為某放大電路幅頻特性的波特圖，問：（1）該放大電路的中頻電壓增益為多少分貝？對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)為多少倍？（2）上限截止頻率和下限截止頻率各為多少？（3）在信號(hào)頻率正好為上限截止頻率或下限截止頻率時(shí)，該電路的電壓增益為多少分貝？對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)為多少倍？（4）當(dāng)信號(hào)頻率為1MHz時(shí)，該電路的電壓增益為多少分貝？對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)為多少倍？圖P4.8答：（1）40dB，100倍（2），（3）37dB，70.7倍 （4）20dB，10倍說明：(1) 由幅頻特性波特圖可看出，該放大電路的中頻電壓增益為40dB，折合為電壓放大倍數(shù)為倍。(2) 由幅頻特性波特圖可看出，高頻段的

48、拐點(diǎn)對應(yīng)的頻率為，故上限截止頻率；而低頻段的拐點(diǎn)對應(yīng)的頻率為，故下限截止頻率。(3) 在信號(hào)頻率正好為上限截止頻率或下限截止頻率時(shí)，該電路的電壓增益比中頻電壓增益40dB低3dB，為40dB-3dB=37dB；對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)為中頻電壓放大倍數(shù)（100倍）的0.707倍，即100×0.707=70.7倍，或者將電壓增益37dB 直接折合為電壓放大倍數(shù)倍。(4) 由幅頻特性波特圖可看出，該放大電路高頻段的電壓增益以每十倍頻程20dB的速率下降，頻率1MHz是上限截止頻率的10倍，故當(dāng)信號(hào)頻率為1MHz時(shí)，該電路的電壓增益比中頻電壓增益40dB降低20dB，為40dB-20dB=20d

49、B，對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)為倍。4.9 已知某電路電壓放大倍數(shù)， （1）試求中頻電壓放大倍數(shù)、下限截止頻率和上限截止頻率；（2）畫出波特圖。解：（1）， （2）畫出幅頻特性波特圖如下：說明：（1）將題給的電壓放大倍數(shù)改寫為：，然后與單管共射阻容耦合放大電路放大倍數(shù)公式比較，可知中頻電壓放大倍數(shù)，下限截止頻率和上限截止頻率。 （2）在幅頻特性波特圖中，中頻段的電壓增益應(yīng)為，拐點(diǎn)應(yīng)是下限截止頻率和上限截止頻率，頻率高于上限截止頻率的高頻段電壓增益隨頻率升高以每十倍頻程20dB的速率下降，頻率低于下限截止頻率的低頻段電壓增益隨頻率降低以每十倍頻程20dB的速率下降，據(jù)此可畫出電路的幅頻特性波特圖如上。4.10 已知某放